Вопрос о том, как организовать отопление частного дома без газа и электричества, довольно часто интересует владельцев жилья в поселках, не имеющих газовых магистралей — без ближайшей перспективы их прокладки. Волнует он также тех, кто изыскивает возможности максимально сэкономить на расходе энергоносителей. Оно и понятно – ежегодный (а то и дважды в год) рост тарифов на услуги ЖКХ совсем не радует, поэтому проблема экономии всегда была и остается актуальной.
Однако, чтобы создать действительно эффективную автономную систему обогрева и не зависеть в дальнейшем от причуд ценообразования на энергоносители, придется вложить немало стартовых средств, в надежде, что в будущем эти инвестиции окупятся с лихвой. В нашей стране уже немало энтузиастов, стремящихся использовать природную энергию и для отопления, и для электроснабжения своих жилищ. Но, к сожалению, приходится констатировать, что большинство способов существуют пока только в теории или в виде смелых экспериментов, а на практике же применяется всего несколько вариантов. Да и то — не всегда такие попытки заканчиваются удачей.
Содержание
Альтернативные способы отопления жилья
Сразу сделаем важную оговорку. Речь в дальнейшем не будет идти о каких-то «таежных, пустынных или тундровых» условиях с полным отсутствием электроснабжения. В противном случае пришлось бы рассматривать единственный вариант – топить печь природным топливом, да и то пробираться к ней в потемках, подсвечивая себе путь свечой или лучиной. Нет, конечно – без электроэнергии сегодня не обходится ни один поселок. Вопрос поставлен лишь в том разрезе, что нет реальной возможности воспользоваться магистральным газом. А электричество в качестве основного источника энергии для отопления не рассматривается: или это видится крайне дорогим «удовольствием», или мощности поведенных линий не позволяют реализовать такую возможность.
Значит, придется использовать для отопления дома следующие способы:
- Печи и камины различной конструкции.
- Твердотопливные котлы или агрегаты на жидком топливе или на сжиженном газе.
- Преобразователи солнечной энергии в тепловую (солнечные коллекторы или батареи).
- Геотермальное отопление.
Чтобы разобраться, что собой представляет каждый из способов, а также оценить их практичность и экономичность, необходимо рассмотреть их подробнее.
Печи и камины
Эти отопительные приборы можно назвать самыми надежными, так как именно они никогда не подводили человека, создавая для него уют и давая тепло испокон веков. А при свободном доступе к дровам – пожалуй, что и самыми экономичными, несмотря на не самый выдающийся КПД. Недаром от них не отказываются и по сей день — наоборот, производители их постоянно модифицируют, добиваясь максимальной эффективности работы и экономии топлива.
Так, в современных специализированных магазинах представлен очень широкий выбор компактных моделей металлических печей длительного горения, способных до 12 часов обеспечивать дом теплом от одной закладки дров.
Однако, некоторые собственники предпочитают традиционные для русских домов кирпичные камины и печи.
Многие считают, что камины не могут стать единственным источником тепла в доме, но это, скорее, относится к отопительным сооружениям, которые использовались ранее. Сейчас же существуют не только печи, но и камины длительного горения, оснащенные водяным контуром и способные обеспечивать теплом сразу несколько комнат дома. Причем приборы не только компактны, но и многофункциональны, благодаря чему можно решить вопрос не только с отоплением, но и с приготовлением пищи.
Если сравнивать современные варианты металлических печей длительного горения и традиционных кирпичных конструкций, то можно сказать, что первые имеют достаточно много преимуществ:
- Одной закладки дров в такой прибор хватает на обогрев дома от 8 до 12 часов, в зависимости от модели печи.
- Сам прибор занимает небольшую площадь – находка для тесных помещений.
- Печь со встроенным водяным контуром при подключении к радиаторам способна будет обогреть несколько комнат.
- Установка обычно не требует сложных операций и не занимает много времени.
Если говорить о достоинствах и недостатках всех отопительных печей, то можно выделить следующие моменты:
К «плюсам» этого способа обогрева жилья относят:
- Автономность — полная независимость от «капризов» служб ЖКХ.
- Невысокая стоимость и доступность топлива.
- Любая печь отлично сочетается с интерьерами, выполненными в разных стилях.
- Возможность использования отопительного прибора в любое время года, независимо от отопительного сезона.
«Минусами» этого вида отопления можно считать:
- Необходимость контроля за отопительным прибором.
- Периодическая закладка топлива, а затем очистка зольника от отходов горения.
- Наличие помещения для хранения дров, угля, брикетов, пеллетов и т.п.
В целях пожарной безопасности, необходимость проведения ежегодных профилактических работ, в особенности по обслуживанию системы дымохода.
Традиционные кирпичные печи занимают довольно большую площадь дома.
Место под современные металлические приборы должно быть обустроено жаростойкими материалами, то есть стены, полы и потолок вокруг проходки трубы надежно изолируются.
Невысокий КПД приборов — он варьируется между 40 и 80%, в зависимости от конструкции печей.
Довольно высокий уровень цен как на готовые металлические приборы, так и на оплату услуг мастера, выкладывающего кирпичные печи.
Ранее частное жилье обогревалось исключительно печами и каминами, причем в доме возводилось два или три отопительных сооружения, в зависимости от площади. Сегодня же производители предлагают модели, которые максимально просты в обслуживании, имеют эстетичный дизайн и не занимают много места.
Отопительные котлы на твердом топливе
Еще одним модифицированным вариантом традиционных печей являются твердотопливные котлы, способные полностью обеспечить тепловой энергией полноценную систему отопления вполне солидного жилого дома. КПД этих приборов может доходить до 75÷85% и более, что для твердого топлива является отличным показателем.
Современные отопительные котлы способны обеспечить максимально продуктивное сжигание топлива. Благодаря этому качеству в зольнике собирается совсем незначительное количество отходов горения, в окружающую среду попадает меньшее дыма, значительно повышается КПД агрегата.
Цены на твердотопливные котлы Лемакс
Естественно, самые высокие показатели по теплоотдаче имеют котлы длительного горения, то есть оснащенные системой дожига пиролизных газов, выделяемых твердым топливом при его термическом разложении в условиях недостаточности кислорода.
Использование этого прибора позволяет обогревать все помещения, удаленные от самого источника нагрева теплоносителя. Котел обычно располагают в отдельном строении, которое примыкает к дому — котельной. Это помещение можно также приспособить для хранения некоторой расходной части топлива – оно там станет проходить необходимую досушку.
На обслуживание котла требуется немного времени, так как одной закладки достаточно на длительный период горения. Обычно ограничиваются двумя закладками в сутки, а некоторые модели позволяют обходиться даже одной.
В качестве топлива для подобных агрегатов используются дрова, специальные топливные брикеты, уголь, опилки, пеллеты.
Кстати, набирают популярность модели автоматизированных пеллетных котлов. Этим гранулированным топливом агрегат заправляется заранее. В процессе работы котла пеллеты подаются из загрузочного бункера в топку дозировано — для этого в конструкции предусмотрен специальный транспортер.
Удобство этого отопительного агрегата состоит в том, что нет необходимости часто закладывать в него топливо – загрузочные бункеры объемные, и одной «заправки» может хватить на несколько дней, иногда – до недели. Кроме того, дозагрузку бункера можно производить, не останавливая котла. Автоматика держит под контролем установленные режимы работы, что предоставляет возможность точно регулировать температуру нагревания теплоносителя, в зависимости от потребности тепла в помещениях. КПД пеллетных агрегатов достигает 80÷85 %. В принципе, периодические остановки котла обусловлены только необходимостью проведения профилактических очисток и удаления продуктов сгорания пеллет.
К недостаткам этих приборов можно отнести следующие моменты:
Достаточно высокая стоимость, причем как на сам агрегат, так и на топливо для него.
Весьма значительная энергозависимость. Электропитание требуется для вентилятора, обеспечивающего подачу кислорода в камеры сгорания и отвод газообразных продуктов сгорания, для шнека, который отвечает за доставку топлива из бункера, для всего блока автоматики. Таким образом, функционирование пеллетного котла невозможно при ограничении на использование электроэнергии. Для его работы (например, от автономного генератора) потребуется резерв мощности примерно в 500 Вт.
Агрегат вместе с загрузочным бункером имеет немалые размеры и для него придется выделить приличную площадь в котельной.
Установку и отладку такого оборудования должны проводить профессионалы, что тоже потребует дополнительных расходов.
Отопление сжиженным газом
Альтернативой централизованной магистральной поставке газа для отопления вполне может стать регулярный подвоз сжиженного пропан-бутана. Однако прежде чем выбрать котел, работающий на этом топливе, стоит узнать стоимость и возможность периодической доставки в конкретном населенном пункте. При этом учитывается производительность выбираемого для установки котла и реальная потребность в тепловой энергии, в зависимости от зимних температур. Одним словом, необходимо собрать всестороннюю информацию и убедиться в том, что данный способ постоянного отопления окажется действительно возможным и выгодным.
Для обустройства этого варианта отопления потребуется обычный отопительный газовый котел – в нем лишь мастера делают небольшие изменения, касающиеся диаметра сопел подачи газа в камеру сгорания. В дальнейшем, если появится желание и возможность, прибор можно перенастроить на работу от магистрального газа.
Применение этой системы удобно для отопления дачных домов, в весенний и осенние периоды, когда расход газа не слишком велик, а служба доставки топлива работает аккуратно.
Если же необходимо отапливать дом в зимний период, а магистральный газ недоступен, электрическое отопление выглядит слишком дорогим, будет рациональнее вместо использования баллонов установить стационарный газгольдер.
Газгольдер — это своеобразное газохранилище, которое заправляется энергоносителем два — три раза в год, в зависимости от потребности. Объем емкости может варьироваться от трех до десяти кубометров – конкретно определяется мощностью отопительной системы.
Емкость заглубляется в грунт, на поверхности остается только часть шахты, через которую происходит заполнение газгольдера топливом.
Газгольдер соединяется трубопроводом с домом, где и устанавливается отопительный котел.
Газовое хранилище должно быть расположено на расстоянии не менее 10 метров от жилого строения. Кроме того, местонахождение газгольдера должно быть удобно для подъезда автомобиля-заправщика.
Из проведенных теоретически расчетов было выяснено, что пять кубометров сниженного газа хватает на сезон для отопления дома площадью в 100 м² и расположенном в регионе с умеренным климатом. В реальности же газ можно существенно сэкономить, если правильно настроить газовое оборудование, а также качественно утеплить все строение.
Например, чтобы уменьшить расход топлива, автоматику котла переводят на умеренный режим работы в ночное время. Таким образом, снизив температуру теплоносителя на этот период на 6÷7 градусов, можно сократить расход газа на 20÷25 %.
К преимуществам отопления сниженным газом относят следующие факторы:
- Возможность обустроить автономное отопление в населенных пунктах, удаленных от газовых магистралей. Проведение отдельной «ветки» к дому зачастую становится в несколько раз дороже, чем установка и «обвязка» вместительного газгольдера.
- Возможность экономно использовать топливные ресурсы, самостоятельно отслеживая их расход и вводя собственные коррективы.
- Повышенная теплоотдача сжиженного пропан-бутана по сравнению с магистральным газом также способствует его экономии.
- Экологическая чистота топлива.
- Сравнительно невысокая цена, особенно в условиях постоянного удорожания магистрального газа и электроэнергии.
Однако, не все так «радужно», как могло бы показаться на первый взгляд. И у этого варианта организации автономного отопления существуют свои, причем – весьма значимые недостатки.
Проектирование и монтаж автономного отопления с применением сжиженного газа должны производить специалисты газового хозяйства, за что также придется заплатить. Самодеятельность в таких вопросах недопустима.
Качественный вместительный газгольдер также имеет не всегда доступную стоимость.
Предстоит немало работ по выкапыванию котлована и надежной установке газохранилища.
Подключение газгольдера к котлу также потребует приличных вложений.
Цена на газ и его доставку, как в баллонах, так и в заправщике может увеличиться, особенно если дом расположен вдалеке от города.
При слишком низких температурах в зимний период существует риск замерзания газового редуктора. Так что придется предусматривать дополнительные меры по его термоизоляции.
В случае зимних заносов или иного сезонного бездорожья (а у нас, увы, это случается), могут возникнуть трудности с доставкой или даже с подъездом заправщика к газгольдеру.
Естественно, что со временем все затраты окупятся, так как резервуар придется заполнять только 1÷3 раза в год. Так что первоначальные немалые расходы – это своеобразная инвестиция на будущее.
Обустройство отопления с помощью газа из баллонов будет стоить гораздо дешевле. Но заказывать подвоз придется гораздо чаще, и, соответственно, платить не только за само топливо, но и за дополнительный пробег автомобиля-«газовозки».
Кстати, провести предварительные расчеты потребления сжиженного газа на нужды отопления, то есть представить требуемый объем газгольдера или же периодичность подвоза необходимого количества баллонов, поможет наш онлайн-калькулятор, размещенный ниже. А под ним – несколько пояснений по работе с программой.
Обогрев дома с помощью жидкого топлива
Обеспечить обогрев дома может и котел, работающий на жидком топливе – солярке, мазуте, керосине, масляной отработке. Во многих странах мира в промышленном масштабе выпускается биотопливо – близкий аналог дизтоплива, но получаемый путем переработки растительного сырья.
Довольно часто этот вариант отопления применяется тогда, когда существует реальная перспектива газификации района магистральным газом. В этом случае предоставляется возможность установить универсальный агрегат, рассчитанный на работу как на газе, так и на жидком топливе.
В западноевропейских странах этот вариант отопления достаточно популярен, так как отличается экономичностью и эффективностью работы. Принцип действия котлов, работающих на жидком топливе, практически идентичен функционированию газовых приборов. Различаются они только конструкцией форсунки. Поэтому при переводе жидкотопливного котла на газовое отопление эту деталь конструкции придется заменить – для специалиста такая замена и необходимая перенастройка автоматики – несложная задача.
Работа агрегата на жидком топливе осуществляется в следующем порядке:
- Жидкое топливо (солярка или отработанное масло) заливается в специальную емкость — топливный бак.
- Далее, с помощью специального насоса топливо подается в горелку под давлением, созданным в трубопроводе. В это время датчики насоса определяют степень густоты и качества горючего.
- После этого горючее поступает в камеру, где производится его смешивание с воздухом, нагревание и разжижение.
- Обогащенный воздухом состав подается в форсунку. Здесь он разбивается на микроскопические частицы, которые и воспламеняются в камере сгорания.
- Стенки топливной камеры разогреваются, передавая тепло теплообменнику, через который проходит теплоноситель.
- Нагретый теплоноситель, циркулируя в контуре отопления, нагревает помещения.
- Сгорая, горючее выделяет газы, которые, поднимаясь вверх, проходят через теплообменные пластины. Благодаря высокой температуре газов металлические пластины нагреваются и также отдают тепло теплоносителю. Пройдя через теплообменник, продукты сгорания уходят через дымоходную трубу.
Котлы на жидком топливе, равно, как и газовые агрегаты, бывают одноконтурными и двухконтурными.
Одноконтурные котлы приобретаются только для обогрева помещений и подключаются к замкнутому контуру отопления.
К недостаткам, связанным с отопительным агрегатом, работающим на жидком топливе, можно отнести следующее:
- Достаточно высокие затраты на топливо. Для отопления большого дома, а также подогрева воды, за отопительный сезон его уйдет несколько тонн. И это – в свете вечно дорожающих нефтепродуктов…
- Для хранения горючего потребуется отдельное помещение или даже строение-склад. Некоторые собственники таких агрегатов устраивают склад для хранения топлива, вырыв что-то наподобие землянки или погреба. Главное, чтобы танк (бак-хранилище) был защищен от перегрева, в том числе от прямых солнечных лучей.
- Котел должен быть размещен в отдельном помещении, в котором обустроена хорошая вентиляционная система с вытяжкой.
- Шумность работы агрегата. Если котельная будет расположена в пристройке через тонкую стенку от жилых помещений, то такая перегородка потребует дополнительной звукоизоляции. Наибольший шум издает горелка работающего котла.
Солнечные батареи и коллекторы
Многие собственники жилья, находящегося в южных регионах страны, переходят на использования солнечной энергии, устанавливая солнечные батареи или коллекторы.
Различие между этими двумя видами приборов заключаются в принципе преобразования энергии.
Солнечная батарея преобразует солнечные лучи в электрическую энергию, которая накапливается в аккумуляторах. От них можно запитать необходимые приборы обычной системы отопления – насосы, блоки управления и т.п. Рассчитывать, конечно, на возможность подключения электрического котла или мощных электрических обогревателей – было бы преувеличением.
Солнечный коллектор — это установка, в которой происходит нагревание циркулирующего теплоносителя непосредственно от солнечных лучей. Тепловая энергия разогретого теплоносителя аккумулируется в бойлерах или буферных баках, откуда расходуется на нужды горячего водоснабжения и отопления.
Батареи или коллекторы устанавливаются на крышах или придомовых территориях с таким расчетом, чтобы солнце передавало им энергию бо́льшую часть светового дня. Другой, более «навороченный» вариант – установка специальных динамических механизмов с необходимой автоматикой, с помощью которых панели медленно поворачиваются по ходу солнца, постоянно располагаясь в фокусе.
И солнечные батареи, и коллекторы вполне реально собрать самостоятельно в домашних условиях. Батарея собирается по схемам параллельного и последовательного подключения небольших по размерам фотоэлементов, способных вырабатывать электрическую энергию. Существует и немало способов изготовления коллекторов – таких примеров очень много на просторах интернета.
Правда, насколько будут эффективны самодельные солнечные батареи и коллекторы, и в какой степени они способны дать эффект экономии при обогреве жилья – это уже другой вопрос. Без специальных знаний рассчитать оптимальные параметры таких систем – дело весьма затруднительное.
Варианты использования солнечной энергии на нужды отопления имеет свои достоинства и недостатки.
К положительным сторонам можно отнести:
- Экологичность установок, а значит, приборы полностью безопасны как для жильцов дома, так и для окружающей среды.
- Автономность систем.
- Экономичность. Как солнечные батареи, так и коллекторы не требуют использования других энергоносителей. И в то же время способны значительно сократить затраты на оплату основного отопления.
- Для обустройства солнечного отопления и водоснабжения не придется получать разрешение и согласование в различных инстанциях.
Однако, недостатков у этого вида отопления пока что гораздо больше, чем достоинств:
- Солнечные коллекторы и батареи можно установить, скорее, в дополнение к основному отоплению. Иначе наличие тепла и горячей воды в доме в полном смысле слова будет зависеть от установившейся погоды.
- Для того чтобы просто понять, насколько эффективна работа система солнечного обогрева, потребуется не меньше трех лет.
- Предстоят достаточно большие затраты на приобретение фотоэлементов и других различных деталей для сборки батарей. Немалых затрат материалов потребует и качественный, производительный коллектор. И это еще без учета аккумулирующих устройств — как для одного, так и для другого варианта преобразования солнечной энергии.
- Необходим постоянный контроль за исправностью панелей батарей и коллекторов, очистка их от природного мусора, пыли, наледи и т.п.
- Солнечные коллекторы требуют очень эффективной системы собственной термоизоляции. При сильных морозах нельзя исключать замерзания теплоносителя, что может нарушить герметичность системы и полностью вывести ее из строя.
Какой вывод? При желании воспользоваться солнечной энергией для начала стоит произвести эксперимент, собрав и установив несколько панелей, например, только для освещения и функционирования некоторых бытовых приборов. Если работа батарей будет обеспечивать хотя бы часть потребностей, то со временем можно наращивать их площадь и «поручать» более ответственные задачи, в том числе и обеспечение работы основной системы отопления.
Наверняка придет время, когда мощность фотоэлементов будет достигать куда более высоких показателей, и солнечные батареи займут ведущее место в энергообеспечении дома. Главная то загвоздка пока в том, что очень сложно с весьма ограниченной площади снять действительно большое количество электрической энергии.
Итак, полностью отказаться от использования в отопительной системе электроэнергии вряд ли получится, если не считать дровяных печей. Рассчитывать на полную автономность в этом вопросе, полагаясь на солнечные батареи – пока что преждевременно. Без газа обойтись проще – вариантов намного больше.
Следует правильно представлять современный «расклад сил и средств» — любое альтернативное отопление потребует очень немалых вложений при его организации. Об окупаемости же можно будет говорить нескоро – обычно она наступает спустя десяток лет. Это следует помнить, чтобы не получить быстрого разочарования.
Но, повторимся, нет никаких сомнений, что будущее – именно за такими системами.